[发明专利]一种滤芯和含有该滤芯的净水杯

说明书

技术领域

   本发明属于户外用品领域，尤其涉及一种滤芯和含有该滤芯的净水杯。

背景技术

水作为人类的生命之源，有着不可替代的作用，而水质污染却日益严重。我国70%的河流湖泊遭到不同程度的污染，3亿多人的饮水呈现不安全的状态。而如今随着生活水平的提高，越来越多的人们选择走出家门，去户外感受大自然的独特魅力。当人们进行户外活动时，往往会出现自带饮水不足的状况，在极端自然灾害应急情况下，由于条件限制，人们不能将野外的水源完全洁净后饮用，不能有效地隔离水中的细菌、重金属离子等对人体有害的物质，易造成人们饮水后生病，严重时危及生命安全。国内外众多的净水杯产品中，滤芯材料一般选用粒状活性炭等一种或几种活性材料，将这些材料直接经简单组合后装在净水器内，这样做虽然可以去除重金属、农药、有机物，却不能有效灭菌，因为细菌会在这类吸附材料上富集繁殖，为了灭菌，需要对活性材料进行渗银或加氯、加碘处理，这样会带来二次污染，并且工艺复杂；目前净水杯的滤芯选用KDF作为滤料以达到灭菌的目的，但KDF在使用过程中容易板结成块，使压损增大，从而影响水的流速和净水效果，而且出水的铜、锌离子浓度增加较多。而净水器中如果添装多孔陶瓷滤芯或经烧结的多孔高分子材料，中空纤维滤膜等，虽然可以阻隔部分细菌，却不能有效地去除重金属、农药、有机物等有害物质；有些滤芯采取多级处理，使用多种材料以弥补前述滤芯的缺陷，但这种滤芯的结构复杂，价格高昂。不仅如此，净水杯杯体结构比较简单，多是有加压装置和滤芯简单组合而成，即使有的杯子设计流量检测方法，但是方法比较粗糙。总体来说，现在的净水杯并不理想。如何在复杂，尤其是紧急的情况下实现野外水净化，一直是目前研究的热点。

发明内容

为了克服现有技术不足，本发明提供了一种滤芯和含有该滤芯的净水杯。本发明结构简单，体积小巧，净水能力强，使用方便，完全能够在减轻人们负重的前提下，满足人们对洁净饮水的需求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种滤芯，所述滤芯由四层过滤层组成，由上至下分别为负载含银的介孔分子筛活性炭纤维滤层、有机离子负载沸石及纳米金属簇材料复合滤层、壳聚糖麦饭石复合滤层和陶瓷碱性球滤层。

优选的，所述的负载含银的介孔分子筛活性炭纤维滤层制备方法如下：

a.取物质的量比为1:0.25:1:0.67:60的硅酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、乙二胺四乙酸钠和水配成溶液并搅拌，按质量比为3：2：1将上述溶液、正庚烷和沥青基活性炭纤维毡混合并搅拌反应4~5h，室温静置25~30h后干燥，取干燥后固体用30~35℃乙醇冲洗3~4次后干燥；

b.将a步骤所得产物利用真空浸渍加热分解的方法使其载银，载银质量为介孔分子筛活性炭纤维质量的4.8~6.4%，然后加工至1~1.5cm厚的滤膜，即得负载含银的介孔分子筛活性炭纤维滤层。   

活性炭纤维有超过一半的碳原子位于其内表面和外表面，一般比表面积可达1000m²/g以上，构型以微孔为主，具有强度高、耐高温、不易粉化、洗脱速度快、加工成型好、耐酸碱腐蚀、再生性能好、对环境友好等特点。载银介孔分子筛的活性炭纤维具有吸附和灭菌的双重功能，且分子筛可以提高载银活性炭纤维的耐水冲刷性能。

所述的真空浸渍加热分解的步骤如下：

先将a步骤所得产物置于真空环境中，然后在真空环境下与AgNO3溶液混合，搅拌或静置1~5h后，在240~270℃下烘干焙烧制得，载银质量为介孔分子筛活性炭纤维质量的4.8~6.4%的负载含银的介孔分子筛活性炭纤维。

优选的，所述的有机离子负载沸石及纳米金属簇净水材料复合滤层制备方法如下：

a. 将天然沸石进行酸洗刻蚀后，然后与质量为天然沸石质量9%~16%的聚合氯化铝混合升温至320~350℃，用烧蚀工艺处理；

b.向每克a步骤所得产物中加入质量浓度为4~5g/L的十六烷基三甲基溴化铵3~4mL，瓶装密封后放入振荡速度为100~120r/min的恒温水浴振荡器中，在35~50℃进行离子交换反应1.5~2.5h；

c.将b步骤所得的产物用去离子水浸泡、冲洗，然后放入马弗炉中复焙烧失：温度200~240℃，时间1.5~2h，自然冷却后得到粉末状有机离子负载沸石；

d.将c步骤所得的产物按4:1的质量比与纳米金属簇净水材料混合均匀，然后在200～220℃压制为1.5～2mm厚，截面直径70~75mm的圆柱体，将所得圆柱体装入层状网格即得有机离子负载沸石及纳米金属簇净水材料复合滤层。